電路老化試驗箱恒溫控制系統的設計
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2．2 基于自整定PID算法的軟件設計
系統的軟件設計流程圖如圖4所示。系統首先進行初始化，通過鍵盤設定控制器的參數，通過PID自整定鍵啟動PID自整定功能。然后通過鍵盤設定所需的溫度值，接著調用測量顯示子程序顯示當前溫度。當測量溫度等于設定溫度時，程序返回溫度設定模塊，當測量溫度不等于設定溫度時，啟動PID控制模塊，然后返回測量顯示模塊，如此循環下去，直到測量溫度等于設定溫度為止。由于恒溫箱溫度控制系統具有大時滯和非線性特性，常規PID控制參數難以整定。在此設計了自整定PID算法，解決了PID整定困難的問題。下面介紹自整定PID算法的設計過程。本文引用地址：http://www.104case.com/article/163443.htm
離散PID控制算法表達式為：
根據Ziegler-Nichle條件，PID三個參數可由以下公式整定：
式中：TC為臨界振蕩周期。
將式(2)代入式(1)，則離散PID算法只存在一個整定參數
KP選取具有快速平穩特性的偏差絕對值乘時間的積分(ITAE)最優準則：
作為目標函數。當其為最小值時，控制系統為最佳狀態。它具有對單位階躍響應的起始誤差考慮少，而著重權衡瞬態響應后期出現誤差的功能。應用這種準則設計的系統特點是其瞬態響應的超調量很小，即抗干擾能力強，且振蕩有足夠的阻尼，具有良好的選擇性和靈敏度。
離散化式(3)得：
參數自整定方法：每次計算QITAEn后與上次計算的QITAEn-1比較，根據QITAE的變化趨勢對PID算法中的KP進行修正，修正周期一般取(5～10)T。具體修正算法如下：
當QITAE趨于恒定時，PID自整定算法結束。
3 結束語
根據電路老化試驗箱的溫度控制要求設計出的基于固態繼電器的自整定PID恒溫控制系統，具有設計方法簡單可靠、使用方便、控制精度高的特點。此設計可應用于企業的電路老化試驗箱新產品開發設計中，能取得了良好的控制效果，滿足用戶的產品需求，值得向廣大企業推廣應用。
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